WO2015097081A1 - Roboterwerkzeug - Google Patents

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WO2015097081A1
WO2015097081A1 PCT/EP2014/078694 EP2014078694W WO2015097081A1 WO 2015097081 A1 WO2015097081 A1 WO 2015097081A1 EP 2014078694 W EP2014078694 W EP 2014078694W WO 2015097081 A1 WO2015097081 A1 WO 2015097081A1
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WO
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tool
robot
media
tool carrier
carrier
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PCT/EP2014/078694
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English (en)
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Inventor
Thomas Sturm
Original Assignee
Kuka Systems Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0057—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors mounted on a turret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0066—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors with different types of end effectors, e.g. gripper and welding gun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
    • B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
    • B25J19/0033—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements with axial connectors in end effector flange

Definitions

  • the invention relates to a robot tool together with
  • the invention solves these problems with the features in the device and method main claim.
  • the claimed technique in particular the robot tool and the working device as well as the working method, have various technical and economic
  • the claimed robot tool allows the entrainment of several special individual tools and their
  • Tool change and the associated set-up times can be omitted or at least significantly shortened. It is also possible to use it
  • Output element of an industrial robot is preferably based on the output.
  • the various tools arranged on the tool carrier may be replaced by a common media supply with one or more operating media, e.g. electrical signal and / or power currents, one or more fluids or the like. be supplied.
  • the supply can be done by a media distributor selectively for the currently in use tool on the tool carrier.
  • the other tools are separate from the media supply.
  • the robot tool tool has a common media supply with a media port, which allows the external supply of one or more of the said operating media, wherein the media port is arranged on the robot port and connected to an internal media supply of the
  • Robot tool are moved to bring the desired tool in a working position.
  • the adjusting device can also be the targeted one
  • the adjusting device does not require any tools
  • a drive It can be actuated by a robot movement, in particular by an industrial robot induced displacement movement with the robot tool.
  • a support can be made on an external counter-holder.
  • a tactile industrial robot with sensitive capabilities and an associated, preferably integrated sensor system is particularly well suited.
  • Relative movement for selective tool and media selection can be carried out quickly and safely.
  • End view a variant of the robot tool in front view, and a perspective view of a
  • the invention relates to a robot tool (3) and a method for its operation.
  • the invention further relates to a workstation (1) with at least one
  • the industrial robot (2) has a plurality of links (29-32) and a plurality of robot axes in any number and arrangement.
  • the members (29-32) are movable together, preferably articulated, connected, wherein in the preferred embodiment, an articulated arm robot or a
  • the industrial robot (2) can have any number and combination of rotary and / or translatory robot axes.
  • the industrial robot (2) preferably has sensitive
  • FIG. 5 shows a preferred embodiment and will be explained in more detail at the end of the description.
  • the multi-unit industrial robot (2) in particular the tactile robot, has an end member (32) with a flange or plate-like output element (33) which rotates about a rotation axis (34).
  • the axis of rotation (34) forms the output axis and in the shown
  • Robotic tool (3) permanently or detachably attached.
  • This can be an automatic change coupling
  • the working device (1) is e.g. formed by the industrial robot (2) with the robot tool (3).
  • Industrial robot (2) thus performs several work processes on one or more workpieces (4), which are positioned on a base and temporarily fixed. If necessary, the industrial robot (2) can also perform the supply and removal of the workpiece (4). In the workspace of
  • Industrial robots (2) can become one or more
  • FIGS 1 to 3 and 4 show two variants of
  • Robot tool (3) It is in each case as
  • Mult iwerkmaschine formed has a tool carrier (7) with several fixed or detachably arranged
  • the tools (11-15) can be designed differently. You may also be able to it will be exchanged. Accordingly, different work processes or process sections can be performed with the tools (11-15).
  • the tools (11-15) may in particular have a rigid or movable design.
  • a tool can be portable and one or more additional ones
  • Moving axes have their own controllable drive.
  • the tools (11, 12) are e.g. designed as such movable gripping tools, the two or more movable, in particular pivotable gripping jaws
  • Additional axes of a tool may also include other parts, e.g. a lock or the like. affect.
  • Tool also have a different design and function, e.g. as a joining tool, in particular welding or
  • Screwing tool, cutting tool or the like Screwing tool, cutting tool or the like ..
  • a tool is rigid and does not have its own additional axis and its own
  • Such a tool may e.g. According to Figures 1 and 3 an assembly mandrel (13), a test tool (14) or a pressing tool (15).
  • the process tool (3) can also according to the embodiments shown have a common media supply (16) for the tools (11-15). In other variants, not shown, a common Media supply (16) omitted or can be replaced by a targeted and direct individual supply of a tool.
  • An operating medium may, for example, electrical current,
  • Another operating medium may be a fluid, e.g. a gas or a liquid, in particular compressed air,
  • Hydraulic fluid coolant or the like. be.
  • Operating medium can be used in particular for controlling and for
  • a gripping tool (11,12) have a pneumatic drive and are supplied with compressed air.
  • Signal streams may include control signals, sensor signals, and
  • Transmission direction of a working medium e.g. from
  • Signal streams can be bidirectional. It can e.g. be directed by a controller, in particular the robot controller (not shown) to a tool for its control and in the opposite direction back to the controller for feedback. Otherwise, an operating medium may have any other configuration.
  • the robot tool (2) has a frame (6) which on the one hand has a robot connection (9) for connection to the industrial robot (2) and on the other hand is movably connected to the tool carrier (7) rigidly or by means of a bearing (10).
  • the tool carrier (7) can be rotatably supported by the bearing (10) according to Figures 1 to 3 on the frame (6). 4 shows a variant in which the tool carrier (7) by means of the bearing (10)
  • Tool carrier (7) rigidly connected to the frame (6). This will be closer to the end of the description
  • the common media supply (16) each has a media port (18) for external delivery of one or more
  • a power supply may be present, which is not shown in the drawings for the sake of clarity.
  • a suitable coupling (37) can be arranged between the media connection (18) and the robot connection (9), which produces a mechanical and a media connection. It can be as automatic in the aforementioned manner
  • the media distributor (19) has in each case a with the media port (18) connected to the feed element (20) and a plurality of the tools (II ⁇ IS) leading connecting lines (21) which are laid on or in the tool carrier (7).
  • the feed element (20) can be selectively coupled to the connection lines (21) so that only the one needed or in use located tool (11-15) with one or more
  • the other tools (II ⁇ IS) are currently separated from the media supply (16).
  • the feed element (20) is in the examples at the same time a bearing element of the bearing (10).
  • Media supply of a single tool (11-15), a subset or subset of tools can also be connected to the media supply (16), e.g. the respective connecting lines (21) are interconnected.
  • FIG. 4 shows a variant with a design as a sliding distributor.
  • Variants is also the feed element (20) rigidly connected to the frame (6).
  • the frame (6) is formed as an angled bracket, e.g. a
  • the upper console leg carries the e.g. plate-shaped robot connection (9).
  • the lower parallel console leg accommodates the axis of rotation for the bearing (10) of the tool carrier (7).
  • the storage (10) is here as a combined pivot and sliding bearing
  • the media distributor (19) is arranged on the bearing (10), wherein the feed element (20) as
  • Feed element (20) are by one or more
  • Infeed element (20) together to the outside. They are preferably arranged closely adjacent.
  • the tool carrier (7) is e.g. disc-shaped, frame-shaped or star-shaped and carries on the outer edge of the plurality of tools (11-15) in a ring arrangement. At a suitable location, preferably in the center, the tool carrier (7) has a bearing bush for forming the
  • Feed element (20) open in an annular distribution on the inner surface of the bearing bush. Their mouth openings correspond in size and orientation with the arrangement of
  • Connecting line (s) (21) of the tool located in a working position (38) with the media supply (16) are connected.
  • the other mouth openings are closed by the pin jacket of the feed element (20) and are not subjected to a working medium.
  • connection lines (21) can be designed and arranged tool-specific. In the case of a tool without media requirements, it may be possible to dispense with a connecting line (21). On the other hand, the connection line (s) (21) can have a media coupling at the end of the tool, with which, if necessary, a
  • Connecting line (21) can be closed. she may be in the interests of standardization of the
  • Tool carrier (7) to be present in stock
  • Contact elements e.g. spring-loaded electrically conductive contact plates or the like available.
  • the two axes can intersect, but they can alternatively have an offset.
  • Working position (38) are brought.
  • the working position (38) is located on the side facing away from the robot connection (9) and the driven element (33) side of the tool carrier (7).
  • located tools can be a defined position
  • the tool axis may also be aligned with the output shaft (34) or parallel thereto.
  • the output shaft (34) is also aligned with the central axis of the robot connection (9).
  • individual or all tools (11-15) are designed and arranged on the tool carrier (7) such that their tool reference point (39) lies in the working position (38) on the output axis (34) or robot axis VII.
  • the tool reference point (39) may be the so-called tool center point (abbreviated to TCP). It can be centrally located on the tool and lie at the end of the central tool axis.
  • TCP tool center point
  • Tool reference point (39) may in particular be a center of gravity or point of action of the tool (11-15), via which a force is applied to a workpiece (4). This is a particularly advantageous tool alignment for a tactile industrial robot (2). In the direction of the output shaft (34) there is a particularly good
  • Sensitivity In demanding work processes, e.g. Joining or assembly tasks, e.g. a peripheral contact of the tool (11-15) or the held component (5) on a workpiece (4), e.g. an opening edge, detected by the sensor (35), wherein the direction of the counteracting reaction or resistance torque is detected. From this, the tactile industrial robot (2) can recognize the direction in which it must correct its movement and the position and orientation of the tool (11-15) or the held component (5).
  • Joining or assembly tasks e.g. a peripheral contact of the tool (11-15) or the held component (5) on a workpiece (4), e.g. an opening edge, detected by the sensor (35), wherein the direction of the counteracting reaction or resistance torque is detected. From this, the tactile industrial robot (2) can recognize the direction in which it must correct its movement and the position and orientation of the tool (11-15) or the held component (5).
  • FIG. 3 shows the tool arrangement in the front view.
  • the tool carrier (7) On the tool carrier (7) are e.g. arranged six tools (11-15). They can be designed differently.
  • the tool (11) located in the work station (38) is e.g. designed as a gripping tool or as an assembly tool. It may also carry a component (5) which is e.g. during an assembly process at one
  • the diametrically opposed tool can also be Gripping tool (12) with or without a gripped component
  • the tool carrier (7) have a rotated by 90 degrees alignment with an axis of rotation, with the
  • Output shaft (34) is aligned or aligned parallel to this. Accordingly different are the frame
  • Robot connection (9) facing away from the tool carrier (7).
  • Figure 4 shows the aforementioned variant of a
  • the tool carrier (7) can be used here as e.g. be formed straight support beam or sliding bar, on one side of the tools (11,12,15) are arranged side by side. You are doing on the media connection (18) and the robot connection (9) facing away from the frame (6) or tool carrier
  • the frame (6) is formed in this variant in a simplified form plate-shaped or frame-like.
  • the bearing (10) is designed as a sliding bearing, wherein the
  • Bearing rail is executed and one or more on the bearing surface opening media lines (17).
  • On the tool carrier (7) are of the tools (11,12,15) in the aforementioned manner outgoing and transversely to
  • the tool (11) located in working position (38) can in turn be arranged in the manner mentioned with reference to FIGS. 1 to 3 corresponding to the output axis (34) and
  • Tool reference point (39) on the output shaft (34) may be provided.
  • the tool carrier (7) have a (circular) ring-like shape and be rotated, wherein the feed element (20) is designed as a correspondingly curved bearing rail.
  • Robot tool (3) one from the industrial robot (2)
  • the adjusting device (22) can only be provided for the mutual adjustment of tool carrier (7) and frame (6).
  • the bearing element (20) then has no feed function.
  • the adjusting device (22) then serves the tool just needed from a waiting position in a
  • the industrial robot (2) carries a multi-axis infeed and subsequent rotary or sliding movement
  • the Adjusting device (22) also serves to arrange a tool (II ⁇ IS), in particular its tool reference point (39), in the working position (38) also in the manner described above with respect to the output shaft (34) and
  • the actuator (22) is shown in all
  • Variants by a by the industrial robot (2) induced displacement movement of the robot tool (3) actuated This is preferably a mechanical actuation.
  • Adjusting device (22) in this case has a latching element (23) which on the tool carrier (7) or on
  • Feed element or bearing element (20) is arranged.
  • the latching element (23) is for the interaction with an external, preferably stationary counter-holder (24) and for a support of the tool carrier (7) or the
  • Locking element (23) and the external counter-holder (24) may have a different design.
  • the adjusting device (22) has a detachable
  • the fixing device (25) can also be designed in different ways. It is used in the embodiments shown for fixing the tool carrier (7) and the respectively desired
  • the locking element (23) is designed as a toothed element for a positive support of the tool carrier (7) on the anvil (24).
  • the latching element (23) is e.g. as an open or circular closed dental arch on the side wall of the
  • Tool carrier (7) formed and concentric with the Rotary axis or bearing axis of the bearing (10) aligned.
  • Counter holder (24) also has a ring or
  • toothed elements can by a feed movement or offset movement of the
  • the fixing device (25) has in the embodiment of Figures 1 to 3, a displaceable mounting (10) of the tool carrier (7) on the feed element or
  • the fixing device (25) further comprises a return element (27) and a fixing element (28) which engage on opposite sides of the tool carrier (7).
  • the fixing element (28) fixes the
  • Tool carrier (7) in the adjusted position relative to the frame (6).
  • the fixing element (28) is e.g. as another
  • Counter-holder (24) facing side of the tool carrier (7) It can be arranged with the latching element (23) in a common dental arch.
  • the fixing element (28) cooperates with a counter tooth element on a collar-like widened stop (8) at the end of the feed element or bearing journal (20).
  • the stopper (8) is overlapped by the counterholder (24) during the feed movement.
  • the return element (27) is arranged on the opposite tool carrier side and is for example formed as a compression spring, which is mounted on the one frame leg and which is clamped between the other frame legs and the tool carrier (7).
  • FIG. 1 shows the industrial robot (2) and its
  • Robot tool (3) in an initial position before the adjustment and without engagement of the locking element (23) with the anvil (24).
  • the fixing element (28) is
  • the tool carrier (7) is pressed against the counter-holder (24), wherein via the latching element (23) a rotationally fixed connection is made.
  • the tool carrier (7) is axially displaced against the force of the restoring element (27) on the bearing (10), whereby the fixing element (28) is released.
  • FIG. 2 shows this position.
  • Feed element or bearing element (20) relative to the rotatably held tool carrier (7) are rotated. This will get another tool in the
  • the working position (38) is located on the side of the feed element or bearing element (20) facing away from the industrial robot (2) or from the media connection (18). Also, the media line (s) (17) opens at this side of the feed element (20) and is for
  • FIG. 3 shows the robot and tool position after this in a dashed representation of the frame (6)
  • the fixing device (25) is designed as a spring detent (26), wherein the acted upon by a spring and limited movable detent ball on the rail-shaped feed element or bearing element (20) is arranged and the tool carrier (7) corresponding trough-shaped detent openings has on the side facing away from the tools (11,12,15) side.
  • the lines (17,21) are coupled.
  • the latching element (23) is in the variant of Figure 4 with the sliding bearing (10) as a latching claw on the edge of the
  • Tool carrier (7) formed with a
  • Industrial robot (2) is a lateral linear or curved displacement movement with which the frame-fixed feed element or bearing element (20) relative to the counter-holder (24) retained tool carrier (7) is moved. This will be another tool
  • Embodiments of the robot tool (3) are in
  • Adjusting device (22) with spring detent (26) and an edge-side and eg claw-shaped detent element (23) can also be used in a rotary distributor (19) according to FIGS. 1 to 3.
  • the spring catch (26) is between the pin-shaped feed element or bearing element (20) and the bearing bush of the tool carrier (7).
  • the tool carrier (7) may be rigidly connected to the frame (6), wherein the feed element or
  • Bearing element (20) relative to the tool carrier (7) is movable and by the aforementioned offset or
  • the feed element or bearing element (20) can again be designed as a pivot on the basis of FIGS. 1 to 3.
  • the part of the media line (s) (17) arranged in the feed element (20) is as in FIGS. 1 to 3
  • This ring terminal may e.g. as an electrical slip ring or as a fluidic
  • Ring connection may be formed.
  • the described variant of a rotary distributor (19) can also on a
  • the initially mentioned preferred embodiment of the tactile and preferably MRK-capable industrial robot (2) is shown in FIG. It is designed as Gelenkarm- or articulated robot and has several, for example, four, movable and interconnected members (29-32).
  • the links (29-32) are preferably articulated and connected to one another and to a pedestal via rotating robot axes (I-VII). It is also possible that individual Limbs (30, 31) in several parts and movable
  • the tactile industrial robot (2) has seven driven axes or axes of motion (I-VII).
  • the robot axes (I-VII) are connected to the robot controller and can be controlled and possibly regulated.
  • the output side end member (32) of the robot (2) is e.g. formed as a robot hand and has about an axis of rotation (34) rotatable output member (33), e.g. one
  • the axis of rotation (34) forms the last robot axis (VII).
  • possibly hollow output member (33) and possibly other robot members (29-32) can be
  • the media supply (36) to be performed with one or more lines for resources starting from a terminal on the base and on the flange (33) to the outside.
  • the coupling (77) can be attached to the flange (33).
  • the robot axes (I-VII) each have an axle bearing, e.g. Pivot bearing or a joint, and one here
  • robot axes (I - VII) can be a control or switchable
  • the tactile robot (2) can work with humans in an open workspace without a fence or other
  • the robot (2) may e.g. according to DE 10 2007 063 099 A1, DE 10 2007 014 023 A1 or DE 10 2007 028 758 B4. It can have one or more compliant axes (I-VII) for the MRK fitness and for the tactile process function.
  • Robot (2) can be used for manual teaching and programming.
  • a load detection with the robot sensor (35) on the axles (I - VII) can also help finding and finding the working position and facilitate it. Also angle error in the
  • Relative position of the links (29-32) can be detected and corrected as needed.
  • One or more of the links (29-32) can be detected and corrected as needed.
  • compliant axes are also for tracking the
  • the tactile industrial robot (2) can be any tactile industrial robot (2).
  • the illustrated tactile industrial robot (2) can be designed as a lightweight robot and off
  • the robot tool (3) is lightweight overall and can be transported without much effort and moved from one location to another.
  • the weight of robot (2) and robot tool (3) can be less than 50 kg, in particular about 30 kg.
  • the work direction (1) can be quickly and easily programmed, put into operation and adapted to different work processes and jobs.
  • the tactile industrial robot (2) is programmable, wherein the robot controller has a computing unit, one or more memories for data or programs and input and output units.
  • the robot tool (3) may be connected to the robot controller or another
  • the robot controller may process relevant data, e.g. Sensor data, save and for a
  • Embodiments are possible in various ways. On the one hand, the features of the embodiments and their modifications can be arbitrarily combined with each other and also replaced. On the other hand, structural modifications of the robot (2) and the robot tool (3) are possible.
  • the sensor system (35) can be mounted externally on the tactile robot (2).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Roboterwerkzeug (3) mit einem Roboteranschluss (9) für die Verbindung mit einem bevorzugt taktilen Industrieroboter (2). Das Roboterwerkzeug (3) weist einen Werkzeugträger (7) mit mehreren Werkzeugen (11-15) auf, für die eine gemeinsame Medienversorgung (16) mit einem Medienanschluss (18) vorhanden ist, welche die externe Zuführung von einem oder mehreren Betriebsmedien erlaubt. Der Medienanschluss (18) ist am Roboteranschluss (9) angeordnet und ist mit einer internen Medienzuführung (36) des Industrieroboters (2) verbindbar.

Description

BESCHREIBUNG
Roboterwerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Roboterwerkzeug nebst
Betriebsverfahren für einen Industrieroboter mit den
Merkmalen im Oberbegriff des Vorrichtungs- und
Verfahrenshauptanspruchs .
Aus der Praxis sind Industrieroboter und Roboterwerkzeuge in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Ferner sind taktile Roboter bekannt, die mehrere Glieder und mehrere Roboterachsen sowie eine zugeordnete und Belastung
aufnehmende Sensorik aufweisen. Derartige taktile Roboter haben sensitive Fähigkeiten und werden für komplexe
Arbeitsprozesse, insbesondere Montageprozesse, eingesetzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Werkzeug- und Arbeitstechnik aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgaben mit den Merkmalen im Vorrichtungs- und Verfahrenshauptanspruch.
Die beanspruchte Technik, insbesondere das Roboterwerkzeug und die Arbeitsvorrichtung sowie das Arbeitsverfahren, haben verschiedene technische und wirtschaftliche
Vorteile .
Das beanspruchte Roboterwerkzeug erlaubt die Mitführung mehrerer spezieller einzelner Werkzeuge und deren
selektiven Einsatz mit optimierter Medienversorgung. Die bei Standardwerkzeugen üblichen und erforderlichen
Werkzeugwechsel und die damit verbundenen Rüstzeiten können entfallen oder zumindest signifikant verkürzt werden . Hierbei ist es außerdem möglich, das zu benutzende
Werkzeug am Werkzeugträger in eine prozessgünstige
Position zu bringen. Dies kann insbesondere eine Position und Ausrichtung in Verlängerung der Abtriebsachse am
Abtriebselement eines Industrieroboters sein. Bevorzugt liegt der Werkzeugwirkpunkt auf der Abtriebsache.
Die verschiedenen am Werkzeugträger angeordneten Werkzeuge können durch eine gemeinsame Medienversorgung mit ein oder mehreren Betriebsmedien, z.B. elektrischen Signal- und/oder Leistungsströmen, ein oder mehreren Fluiden oder dgl . versorgt werden. Die Versorgung kann dabei durch einen Medienverteiler selektiv für das gerade im Einsatz befindliche Werkzeug am Werkzeugträger erfolgen. Wobei die anderen Werkzeuge von der Medienversorgung getrennt sind.
In einer vorteilhaften Ausführung hat das Roboterwerkzeug für die Werkzeuge eine gemeinsame Medienversorgung mit einem Medienanschluss , der die externe Zuführung von einem oder mehreren der genannten Betriebsmedien ermöglicht, wobei der Medienanschluss am Roboteranschluss angeordnet und mit einer internen Medienzuführung des
Industrieroboters verbunden werden kann. Mittels einer Stelleinrichtung kann einerseits der
Werkstückträger relativ zu einem Gestell des
Roboterwerkzeugs bewegt werden, um das gewünschte Werkzeug in eine Arbeitsposition zu bringen. Mit der
Stelleinrichtung kann andererseits auch die gezielte
Medienverteilung erfolgen und eine Relativbewegung
zwischen einem Einspeiseelement des Medienverteilers und dem Werkstückträger und dessen Verbindungsleitungen zu den Werkzeugen erzeugt werden.
Die Stelleinrichtung benötigt keinen werkzeugeigenen
Antrieb. Sie kann durch eine Roboterbewegung betätigt werden, insbesondere durch eine vom Industrieroboter induzierte Verlagerungsbewegung mit dem Roboterwerkzeug. Hierbei kann eine Abstützung an einem externen Gegenhalter erfolgen .
Für die Handhabung des Roboterwerkzeugs ist ein taktiler Industrieroboter mit sensitiven Fähigkeiten und einer zugeordneten, bevorzugt integrierten Sensorik besonders gut geeignet. Insbesondere die Verstellung und die
Relativbewegung zur selektiven Werkzeug- und Medienwahl können dadurch schnell und sicher ausgeführt werden.
Andererseits wird durch die beanspruchte Ausbildung des Roboterwerkzeugs Gewicht und Baugröße gespart, was für die häufig geringe Größe und Tragkraft eines taktilen
Industrieroboters von Vorteil ist.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
ein Roboterwerkzeug mit einem verstellbaren Werkzeugträger in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht , das Roboterwerkzeug von Figur 1 in einer
Zwischenstellung beim Verstellen des Werkzeugträgers , das Roboterwerkzeug von Figur 1 in
Stirnansicht , eine Variante des Roboterwerkzeugs in Stirnansicht, und eine perspektivische Darstellung eines
bevorzugten taktilen Roboters.
Die Erfindung betrifft ein Roboterwerkzeug (3) und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Die Erfindung betrifft ferner eine Arbeitsstation (1) mit mindestens einem
Industrieroboter (2) und mindestens einem hiervon
geführten Roboterwerkzeug (3) sowie ein Arbeitsverfahren.
Der Industrieroboter (2) weist mehrere Glieder (29-32) und mehrere Roboterachsen in beliebiger Zahl und Anordnung auf. Die Glieder (29-32) sind miteinander beweglich, vorzugsweise gelenkig, verbunden, wobei in der bevorzugten Ausführungsform ein Gelenkarmroboter oder ein
Knickarmroboter gebildet wird. Der Industrieroboter (2) kann eine beliebige Zahl und Kombination von rotatorischen und/oder translatorischen Roboterachsen aufweisen. Der Industrieroboter (2) hat vorzugsweise sensitive
Eigenschaften und ist als taktiler Industrieroboter ausgebildet. Er besitzt eine zugeordnete Sensorik (35), die vorzugsweise in den Industrieroboter (2) integriert ist. In Figur 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt und wird am Ende der Beschreibung näher erläutert .
Der mehrgliedrige Industrieroboter (2), insbesondere der taktile Roboter, besitzt ein Endglied (32) mit einem flansch- oder plattenartigen Abtriebselement (33) , welches um eine Drehachse (34) rotiert. Die Drehachse (34) bildet die Abtriebsachse und in den gezeigten
Ausführungsbeispielen die Roboterachse VII des
Industrieroboters (2) . Am Abtriebselement (33) ist das
Roboterwerkzeug (3) dauerhaft oder lösbar befestigt.
Hierbei kann eine automatische Wechselkupplung
zwischengeschaltet sein. Die Arbeitsvorrichtung (1) wird z.B. vom Industrieroboter (2) mit dem Roboterwerkzeug (3) gebildet. Der
Industrieroboter (2) führt damit mehrere Arbeitsprozesse an einem oder mehreren Werkstücken (4) aus, die an einer Unterlage positioniert und temporär fixiert sind. Der Industrieroboter (2) kann ggf. auch die Zu- und Abfuhr des Werkstücks (4) durchführen. Im Arbeitsbereich des
Industrieroboters (2) können sich ein oder mehrere
Magazine für Bauteile (5) oder ggf. wechselbare
Roboterwerkzeuge (3) oder für dessen nachfolgend
erläuterte Werkzeuge (11-15) befinden.
Figur 1 bis 3 und 4 zeigen zwei Varianten des
Roboterwerkzeugs (3) . Es ist dabei jeweils als
Mult iwerkzeug ausgebildet und weist einen Werkzeugträger (7) mit mehreren daran fest oder lösbar angeordneten
Werkzeugen (11-15) auf. Die Werkzeuge (11-15) können unterschiedlich ausgebildet sein. Sie können ggf. auch getauscht werden. Dementsprechend können unterschiedliche Arbeitsprozesse oder Prozessabschnitte mit den Werkzeugen (11-15) ausgeführt werden. Die Werkzeuge (11-15) können insbesondere eine starre oder bewegliche Ausbildung haben. Ein Werkzeug kann in sich beweglich sein und eine oder mehrere zusätzliche
Bewegungsachsen mit einem eigenen steuerbaren Antrieb aufweisen. Die Werkzeuge (11,12) sind z.B. als solche bewegliche GreifWerkzeuge ausgebildet, die zwei oder mehr bewegliche, insbesondere schwenkbare Greifbacken
aufweisen, die z.B. von einem pneumatischen Antrieb gegen die Wirkung einer rückstellenden Feder betätigt und gegen ein Bauteil (5) oder einen anderen Gegenstand angepresst werden. Alternativ kann z.B. ein elektrischer oder
elektromagnetischer Antrieb eingesetzt werden. Die eine oder mehreren zusätzlichen Beweglichkeiten oder
Zusatzachsen eines Werkzeugs können auch andere Teile, z.B. eine Verriegelung oder dgl . betreffen.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann ein mit einer oder mehreren Zusatzachsen versehenes
Werkzeug auch eine andere Ausbildung und Funktion haben, z.B. als Fügewerkzeug, insbesondere Schweiß- oder
Klebewerkzeug, Auftragwerkzeug, Umformwerkzeug,
Schraubwerkzeug, spanabhebendes Werkzeug oder dgl..
Ferner ist es möglich, das ein Werkzeug starr ausgebildet ist und keine eigene Zusatzachse und keinen eigenen
Antrieb hat. Ein solches Werkzeug kann z.B. gemäß Figur 1 und 3 ein Montagedorn (13), ein Prüfwerkzeug (14) oder ein Presswerkzeug (15) sein.
Das Prozesswerkzeug (3) kann außerdem gemäß der gezeigten Ausführungsbeispiele eine gemeinsame Medienversorgung (16) für die Werkzeuge (11-15) aufweisen. In anderen, nicht dargestellten Varianten kann eine gemeinsame Medienversorgung (16) entfallen oder kann durch eine gezielte und direkte Einzelversorgung eines Werkzeugs ersetzt werden. Ein Betriebsmedium kann z.B. elektrischer Strom,
insbesondere Signalstrom und/oder Leistungsstrom sein. Ein anderes Betriebsmedium kann ein Fluid, z.B. ein Gas oder eine Flüssigkeit, insbesondere Druckluft,
Hydraulikflüssigkeit, Kühlmittel oder dgl . sein. Ein
Betriebsmedium kann insbesondere zum Steuern und für die
Energieversorgung eines eigenen Antriebs an einem Werkzeug (11,12) dienen. In der vorerwähnten Weise kann z.B. ein GreifWerkzeug (11,12) einen pneumatischen Antrieb haben und mit Druckluft versorgt werden. Per elektrischer
Signalströme können Steuersignale, Sensorsignale,
Zustandsmeldungen oder dgl. übertragen werden. Die
Übertragungsrichtung eines Betriebsmediums, z.B. von
Signalströmen, kann bidirektional sein. Sie kann z.B. von einer Steuerung, insbesondere der Robotersteuerung (nicht dargestellt) zu einem Werkzeug zu dessen Ansteuerung und in Gegenrichtung zurück zur Steuerung für Rückmeldungen gerichtet sein. Ansonsten kann ein Betriebsmedium eine beliebige andere Ausgestaltung haben. Das Roboterwerkzeug (2) besitzt ein Gestell (6), welches einerseits einen Roboteranschluss (9) für die Verbindung mit dem Industrieroboter (2) aufweist und andererseits mit dem Werkzeugträger (7) starr oder mittels einer Lagerung (10) beweglich verbunden ist. Der Werkzeugträger (7) kann durch die Lagerung (10) gemäß Figur 1 bis 3 am Gestell (6) drehbar gelagert sein. Figur 4 zeigt eine Variante, in der der Werkzeugträger (7) mittels der Lagerung (10)
verschieblich am Gestell (6) gelagert ist. In einer dritten und nicht dargestellten Variante kann der
Werkzeugträger (7) starr mit dem Gestell (6) verbunden sein. Hierauf wird am Ende der Beschreibung näher
eingegangen . In den gezeigten Ausführungsbeispielen hat die gemeinsame Medienversorgung (16) jeweils einen Medienanschluss (18) für die externe Zuführung von einem oder mehreren
Betriebsmedien. In den Ausführungsbeispielen sind
Varianten mit Druckluft als Betriebsmedium und Zuführung über zwei Leitungen dargestellt. Zusätzlich oder
alternativ kann eine Stromzuführung vorhanden sein, die der Übersicht halber in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der
Medienanschluss (18) am Roboteranschluss (9) angeordnet und kann mit einer internen Medienzuführung (36) des
Industrieroboters (2) verbunden werden. Hierfür kann eine geeignete Kupplung (37) zwischen dem Medienanschluss (18) und dem Roboteranschluss (9) angeordnet sein, welche eine mechanische und eine mediale Verbindung herstellt. Sie kann in der vorerwähnten Weise als automatische
Wechselkupplung mit integrierter Mechanik- und
Medienkupplung ausgebildet sein. In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann der
Medienanschluss (18) am Gestell (6) angeordnet sein und mit einer anderen externen Medienzuführung fest oder mittels einer Kupplung lösbar verbunden werden.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die
gemeinsame Medienversorgung (16) jeweils einen
verstellbaren Medienverteiler (19) für die selektive
Verbindung von einem Werkzeug (11-15) mit dem
Medienanschluss (18) auf. Der Medienverteiler (19) hat dabei jeweils ein mit dem Medienanschluss (18) verbundenes Einspeiseelement (20) und mehrere zu den Werkzeugen (II¬ IS) führende Verbindungsleitungen (21), die am oder im Werkzeugträger (7) verlegt sind. Das Einspeiseelement (20) kann mit den Verbindungsleitungen (21) selektiv gekuppelt werden, sodass nur das gerade benötigte oder im Einsatz befindliche Werkzeug (11-15) mit einem oder mehreren
Betriebsmedien versorgt wird. Die anderen Werkzeuge (II¬ IS) sind dabei von der Medienversorgung (16) momentan getrennt. Das Einspeiseelement (20) ist in den Beispielen zugleich ein Lagerelement der Lagerung (10) .
Statt der vorbeschriebenen Ankupplung bzw.
Medienversorgung eines einzelnen Werkzeugs (11-15) kann auch eine Untergruppe oder Teilmenge von Werkzeugen mit der Medienversorgung (16) verbunden werden, wobei z.B. die betreffenden Verbindungsleitungen (21) zusammengeschaltet sind .
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der
Medienverteiler (19) jeweils dem Werkzeugträger (7) zugeordnet. Die konstruktive Gestaltung und die
Einzelzuordnung sind dabei unterschiedlich ausgebildet. In Figur 1 bis 3 ist der Medienverteiler (19) als
Drehverteiler ausgebildet. Figur 4 zeigt eine Variante mit einer Ausbildung als Schiebeverteiler. Bei beiden
Varianten ist außerdem das Einspeiseelement (20) starr mit dem Gestell (6) verbunden.
In der Ausführungsform von Figur 1 bis 3 ist das Gestell (6) als abgewinkelte Konsole ausgebildet, die z.B. eine
C-Form aufweist. Der obere Konsolenschenkel trägt den z.B. plattenförmigen Roboteranschluss (9). Der untere parallele Konsolenschenkel nimmt die Drehachse für die Lagerung (10) des Werkzeugsträgers (7) auf. Die Lagerung (10) ist hierbei als kombinierte Dreh- und Schiebelagerung
ausgebildet. Der Medienverteiler (19) ist an der Lagerung (10) angeordnet, wobei das Einspeiseelement (20) als
Lagerzapfen ausgebildet ist. Der roboterseitige Medienanschluss (18) und das
Einspeiseelement (20) sind durch eine oder mehrere
separate Medienleitungen (17) miteinander verbunden, die in Figur 1 bis 3 als Fluidleitungen, insbesondere als Druckluftleitungen, ausgebildet sind. Sie sind innerhalb der Schenkel des Gestells (6) angeordnet und verlegt.
Alternativ können sie außenseitig an den Gestellwänden bis kurz vor das Einspeiseelement (20) verlegt und dort nach innen geführt sein. Im Bereich des Einspeiseelements (20) sind die Medienleitung (en) (17) bereichsweise intern geführt und treten dann am Mantel des zapfenartigen
Einspeiseelements (20) gemeinsam nach außen. Sie sind dabei vorzugsweise eng benachbart angeordnet.
Der Werkzeugträger (7) ist z.B. scheibenförmig, rahmen- oder sternförmig ausgebildet und trägt am äußeren Rand die mehreren Werkzeuge (11-15) in einer Ringanordnung. An geeigneter Stelle, vorzugsweise im Zentrum, weist der Werkzeugträger (7) eine Lagerbuchse zur Bildung der
Lagerung (10) auf dem zapfenförmigen Lager- und
Einspeiseelement (20) auf. Die Verbindungsleitungen (21) münden in einer ringförmigen Verteilung am Innenmantel der Lagerbuchse. Ihre Mündungsöffnungen korrespondieren in Größe und Ausrichtung mit der Anordnung der
Austrittsöffnungen der einen oder mehreren Medienleitungen (17). In Umfangsrichtung sind die Mündungsöffnungen voneinander beabstandet, sodass nur die
Verbindungsleitung (en) (21) des in einer Arbeitsposition (38) befindlichen Werkzeugs mit der Medienversorgung (16) verbunden sind. Die anderen Mündungsöffnungen sind durch den Zapfenmantel des Einspeiseelements (20) verschlossen und werden nicht mit einem Betriebsmedium beaufschlagt.
Die Verbindungsleitungen (21) können werkzeugspezifisch ausgebildet und angeordnet sein. Bei einem Werkzeug ohne Medienbedarf kann auf eine Verbindungsleitung (21) ggf. verzichtet werden. Die Verbindungsleitung (en) (21) können andererseits am werkzeugseitigen Ende eine Medienkupplung aufweisen, mit der ggf. bei Nichtbedarf eine
Verbindungsleitung (21) verschlossen werden kann. Sie können im Interesse einer Standardisierung des
Werkzeugträgers (7) auf Vorrat vorhanden sein und
bedarfsweise mit einem jeweils geeigneten Werkzeug
gekuppelt werden.
Zwischen Einspeiseelement (20) und Werkzeugträger (7) können im Bereich der Lagerung (10) geeignete
Dichtungsmaßnahmen und/oder Isoliermaßnahmen für das jeweilige Betriebsmediums getroffen sein. Wenn
elektrischer Strom als Betriebsmedium übertragen wird, sind statt Mündungs- und Austrittsöffnungen
Kontaktelemente, z.B. federbelastete elektrisch leitende Kontaktplatten oder dergleichen vorhanden. Bei der Ausführungsform von Figur 1 bis 3 hat der z.B. als Werkzeugrevolver ausgebildete Werkzeugträger (7) eine quer zur Abtriebsachse (34) liegende Dreh- und Lagerachse. Die beiden Achsen können sich schneiden, wobei sie alternativ auch einen Versatz haben können. Durch eine solche
Anordnung können die Werkzeuge (11-15) bedarfsweise durch eine Bewegung des Werkzeugträgers (7), z.B. Drehen des Werkzeugrevolvers, aus einer Wartestellung in die
Arbeitsposition (38) gebracht werden. Die Arbeitsposition (38) befindet sich an der vom Roboteranschluss (9) und vom Abtriebselement (33) abgewandten Seite des Werkzeugträgers (7) .
Das in der gezeigten unteren Arbeitsposition (38)
befindliche Werkzeuge kann eine definierte Lage und
Ausrichtung einnehmen. Es kann insbesondere auf oder im Bereich der Abtriebsachse (34) liegen. Die Werkzeugachse kann außerdem mit der Abtriebsachse (34) fluchtend oder zu dieser parallel ausgerichtet sein. Die Abtriebsachse (34) fluchtet auch mit der Zentralachse des Roboteranschluss (9). Bevorzugt werden einzelne oder alle Werkzeuge (11-15) derart ausgebildet und am Werkzeugträger (7) angeordnet, dass ihr Werkzeugbezugspunkt (39) in Arbeitsstellung (38) auf der Abtriebsachse (34) bzw. Roboterachse VII liegt. Entlang der Abtriebsachse (34) bzw. Roboterachse VII wird z.B. die Zustell- oder Fügekraft vom taktilen
Industrieroboter (2) aufgebracht. Der Werkzeugbezugspunkt (39) kann der sog. Tool-Center-Point (abgekürzt TCP) sein. Er kann zentral am Werkzeug angeordnet sein und am Ende der zentralen Werkzeugachse liegen. Der
Werkzeugbezugspunkt (39) kann insbesondere ein Schwerpunkt oder Wirkpunkt des Werkzeugs (11-15) sein, über den eine Krafteinleitung auf ein Werkstück (4) erfolgt. Dies ist eine für einen taktilen Industrieroboter (2) besonders günstige Werkzeugausrichtung. In Richtung der Abtriebsachse (34) besteht eine besonders gute
Sensit ivität . Bei anspruchsvollen Arbeitsprozessen, z.B. Füge- oder Montageaufgaben, wird z.B. ein randseitiger Kontakt des Werkzeugs (11-15) oder des gehaltenen Bauteils (5) an einem Werkstück (4), z.B. einem Öffnungsrand, durch die Sensorik (35) detektiert, wobei auch die Richtung des entgegen wirkenden Reaktions- oder Widerstandsmoments erfasst wird. Hieraus kann der taktile Industrieroboter (2) die Richtung erkennen, in der er seine Bewegung und die Lage sowie Ausrichtung des Werkzeugs (11-15) oder des gehaltenen Bauteils (5) korrigieren muss.
Figur 3 zeigt in der Stirnansicht die Werkzeuganordnung. Am Werkzeugträger (7) sind z.B. sechs Werkzeuge (11-15) angeordnet. Sie können unterschiedlich ausgebildet sein. Das in der Arbeit spostition (38) befindliche Werkzeug (11) ist z.B. als GreifWerkzeug oder als Montagewerkzeug ausgebildet. Es kann außerdem ein Bauteil (5) tragen, welches z.B. bei einem Montageprozess an einem
angedeuteten Werkstück (4) montiert werden soll. Das diametral gegenüberliegende Werkzeug kann ebenfalls ein GreifWerkzeug (12) mit oder ohne einem gegriffenen Bauteil
(5) sein. Die anderen Werkzeuge können z.B. in der
vorerwähnten Weise als Montagedorn (13), Prüfwerkzeug (14) und Presswerkzeug (15) ausgebildet sein.
In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform von Figur 1 bis 3 kann der Werkzeugträger (7) eine um 90 Grad gedrehte Ausrichtung mit einer Drehachse haben, die mit der
Abtriebsachse (34) fluchtet oder zu dieser parallel ausgerichtet ist. Dementsprechend anders sind das Gestell
(6) und das Einspeiseelement (20) bzw. der hiervon
gebildete Lagerzapfen ausgebildet und angeordnet. Die Werkzeuge (11-15) befinden sich auch hier an der vom
Roboteranschluss (9) abgewandten Seite des Werkzeugträgers (7).
Figur 4 zeigt die vorerwähnte Variante eines
Schiebeverteilers (19). Der Werkzeugträger (7) kann hier als z.B. gerader Tragbalken oder Schiebebalken ausgebildet sein, an dessen einen Seite die Werkzeuge (11,12,15) nebeneinander angeordnet sind. Sie befinden sich dabei auf der vom Medienanschluss (18) und vom Roboteranschluss (9) abgewandten Seite des Gestells (6) bzw. Werkzeugträgers
(7) .
Das Gestell (6) ist in dieser Variante in vereinfachter Form plattenförmig oder rahmenartig ausgebildet. Das Lager (10) ist als Schiebelager ausgeführt, wobei das
Einspeiseelement (20) bzw. Lagerelement als lineare
Lagerschiene ausgeführt ist und eine oder mehrere an der Lagerfläche mündende Medienleitungen (17) aufweist. Am Werkzeugträger (7) sind von den Werkzeugen (11,12,15) in der vorerwähnten Weise ausgehende und quer zur
Schieberichtung ausgerichtete ein oder mehrere
Verbindungsleitungen (21) angeordnet. Je nach
Schiebestellung des Werkzeugträgers ( 7 ) gegenüber dem gestellfesten Lager- und Einspeiseelement (20) werden die Verbindungsleitung (en) (21) des in Arbeitsstellung (38) befindlichen Werkzeugs (11) und die Medienleitung (en) (17) gekuppelt .
Das in Arbeitsstellung (38) befindliche Werkzeug (11) kann dabei wiederum in der zu Figur 1 bis 3 erwähnten Weise entsprechend der Abtriebsachse (34) angeordnet und
ausgerichtet sein. Insbesondere kann eine fluchtende
Achsausrichtung und eine Anordnung des zentralen
Werkzeugbezugspunkts (39) auf der Abtriebsachse (34) vorgesehen sein.
In einer nicht dargestellten Variante von Figur 4 kann der Werkzeugträger (7) eine (kreis-) ringartige Form haben und gedreht werden, wobei das Einspeiseelement (20) als entsprechend gebogene Lagerschiene ausgebildet ist.
In allen gezeigten Ausführungsbeispielen weist das
Roboterwerkzeug (3) eine vom Industrieroboter (2)
betätigbare Stelleinrichtung (22) auf. Diese kann
unterschiedlichen Zwecken dienen. In den gezeigten
Varianten dient sie zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) und auch zur gegenseitigen Verstellung von
Werkzeugträger (7) und Gestell (6) .
In einer nicht dargestellten Variante, in der auf eine gemeinsame Medienversorgung (16) verzichtet wird, kann die Stelleinrichtung (22) nur zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und Gestell (6) vorgesehen sein. Das Lagerelement (20) hat dann keine Einspeisefunktion. Die Stelleinrichtung (22) dient dann dazu, das gerade benötigte Werkzeug aus einer Wartestellung in eine
Arbeitsposition (38) zu bringen. Bei der Verstellung führt der Industrieroboter (2) eine mehrachsige Zustell- und anschließende Dreh- oder Schiebebewegung mit
unterschiedlichen Bewegungsrichtungen aus. Die Stelleinrichtung (22) dient ferner dazu, ein Werkzeug (II¬ IS) , insbesondere seinen Werkzeugbezugspunkt (39) , in der Arbeitsposition (38) auch in der vorbeschriebenen Weise gegenüber der Abtriebsachse (34) anzuordnen und
auszurichten.
Die Stelleinrichtung (22) wird in allen gezeigten
Varianten durch eine vom Industrieroboter (2) induzierte Verlagerungsbewegung des Roboterwerkzeugs (3) betätigt. Dies ist bevorzugt eine mechanische Betätigung. Die
Stelleinrichtung (22) weist dabei ein Rastelement (23) auf, welches am Werkzeugträger (7) oder am
Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) angeordnet ist. Das Rastelement (23) ist für das Zusammenwirken mit einem externen, bevorzugt ortsfesten Gegenhalter (24) und für eine Abstützung des Werkzeugträgers (7) oder des
Einspeiseelements bzw. Lagerelements (20) bei der
Verlagerungsbewegung vorgesehen und ausgebildet. Das
Rastelement (23) und der externe Gegenhalter (24) können eine unterschiedliche Ausbildung haben.
Ferner weist die Stelleinrichtung (22) eine lösbare
Fixiereinrichtung (25) auf, die zwischen dem
Werkzeugträger und dem Gestell (6) oder zwischen dem
Werkzeugträger und dem Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) angeordnet ist. Die Fixiereinrichtung (25) kann ebenfalls in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Sie dient in den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Fixieren des Werkzeugträgers (7) und des jeweils gewünschten
Werkzeugs (11-15) in der Arbeitsposition (38) .
In der Variante von Figur 1 bis 3 ist das Rastelement (23) als Verzahnungselement für eine formschlüssige Abstützung des Werkzeugträgers (7) am Gegenhalter (24) ausgebildet. Das Rastelement (23) ist z.B. als offener oder ringförmig geschlossener Zahnbogen an der Seitenwand des
Werkzeugträgers (7) ausgebildet und konzentrisch zu der Drehachse bzw. Lagerachse der Lagerung (10) ausgerichtet. Der bevorzugt stationär angeordnete und abgestützte
Gegenhalter (24) weist ebenfalls ein ring- oder
bogenförmiges Zahnelement auf. Diese Verzahnungselemente können durch eine Zustellbewegung oder Versatzbewegung des
Industrieroboters (2) in formschlüssigen Eingriff
miteinander gebracht werden, wodurch der Werkzeugträger (7) drehfest gegenüber der Dreh- bzw. Lagerachse
abgestützt ist.
Die Fixiereinrichtung (25) weist in der Ausführungsform von Figur 1 bis 3 eine verschiebbare Lagerung (10) des Werkzeugträgers (7) auf dem Einspeiseelement bzw.
Lagerelement (20) bzw. auf den anschließenden
Gestellschenkel auf. Die Fixiereinrichtung (25) umfasst ferner ein Rückstellelement (27) und ein Fixierelement (28), die an gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugträgers (7) angreifen. Das Fixierelement (28) fixiert den
Werkzeugträger (7) in der eingestellten Position relativ zum Gestell (6) .
Das Fixierelement (28) ist z.B. als weiteres
Verzahnungselement ausgebildet und ist an der dem
Gegenhalter (24) zugewandten Seite des Werkzeugträgers (7) angeordnet. Es kann mit dem Rastelement (23) in einem gemeinsamen Zahnbogen angeordnet sein. Das Fixierelement (28) wirkt mit einem Gegen-Zahnelement an einem bundartig verbreiterten Anschlag (8) am Ende des Einspeiseelements bzw. Lagerzapfens (20) zusammen. Der Anschlag (8) wird bei der Zustellbewegung vom Gegenhalter (24) übergriffen.
Das Rückstellelement (27) ist an der gegenüberliegenden Werkzeugträgerseite angeordnet und ist z.B. als Druckfeder ausgebildet, die auf dem einen Gestellschenkel aufgezogen ist und die zwischen dem anderen Gestellschenkel und dem Werkzeugträger (7) eingespannt ist. Figur 1 zeigt den Industrieroboter (2) und sein
Roboterwerkzeug (3) in einer Ausgangsposition vor der Verstellung und ohne Eingriff des Rastelements (23) mit dem Gegenhalter (24) . Das Fixierelement (28) ist
geschlossen.
Bei der vorerwähnten Versatz- oder Zustellbewegung des Industrieroboters (2) wird der Werkzeugträger (7) gegen den Gegenhalter (24) gedrückt, wobei über das Rastelement (23) eine drehfeste Verbindung hergestellt wird. Bei dieser Andrückbewegung wird außerdem der Werkzeugträger (7) gegen die Kraft des Rückstellelements (27) auf dem Lager (10) axial verschoben, wodurch das Fixierelement (28) gelöst wird. Figur 2 zeigt diese Stellung.
Mit einer anschließenden weiteren Bewegung des
Industrieroboters (2) kann das Gestell (6) mit dem
Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) gegenüber dem drehfest gehaltenen Werkzeugträger (7) gedreht werden. Hierdurch gelangt ein anderes Werkzeug in die
Arbeitsposition (38), wobei außerdem die Medienverbindung zu diesem neuen Werkzeug hergestellt wird.
In Figur 1 und 2 befindet sich die Arbeitsposition (38) an der vom Industrieroboter (2) bzw. vom Medienanschluss (18) abgewandten Seite des Einspeiseelements bzw. Lagerelements (20) . Auch die Medienleitung (en) (17) mündet an dieser Seite des Einspeiseelements (20) und ist zur
Arbeitsposition (38) hin gerichtet.
Figur 3 zeigt in gestrichelter Darstellung des Gestells (6) die Roboter- und Werkzeugposition nach dieser
vorgenannten zweiten drehenden Roboterbewegung, durch die z.B. das Werkzeug (14) aktiviert und in die
Arbeitsposition (38) gebracht wird. In der Variante von Figur 4 ist die Fixiereinrichtung (25) als Federraste (26) ausgebildet, wobei die von einer Feder beaufschlagte und begrenzt bewegliche Rastkugel an dem schienenförmigen Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) angeordnet ist und der Werkzeugträger (7) entsprechende muldenförmige Rastöffnungen an der von den Werkzeugen (11,12,15) abgewandten Seite aufweist. In Raststellung sind die Leitungen (17,21) gekuppelt.
Das Rastelement (23) ist in der Variante von Figur 4 mit dem Schiebelager (10) als Rastklaue am Rand des
Werkzeugträgers (7) ausgebildet, die mit einer
Zustellbewegung des Industrieroboters (2) in
formschlüssigen Eingriff mit einem entsprechenden
Rastzapfen am externen und bevorzugt stationär
angeordneten und abgestützten Gegenhalter (24) gebracht wird. Die durch Pfeile markierte Folgebewegung des
Industrieroboters (2) ist eine seitliche lineare oder gebogene Verlagerungsbewegung, mit der das gestellfeste Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) gegenüber dem am Gegenhalter (24) zurückgehaltenen Werkzeugträger (7) verschoben wird. Hierdurch wird ein anderes Werkzeug
(12,15) in die Arbeitsposition (38) gebracht. Es kann dabei in der zu Figur 1 bis 3 beschriebenen Weise relativ zur Abtriebsachse (34) angeordnet und ausgerichtet werden, wobei bevorzugt ebenfalls der Werkzeugbezugspunkt (39) auf der Abtriebsachse (34) zu liegen kommt. Das Werkzeug
(12,15) kann dabei ggf. auch an die Medienzuführung (16) angekuppelt werden.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen des Roboterwerkzeugs (3) sind in
verschiedener Weise möglich. Die Variante der
Stelleinrichtung (22) mit Federraste (26) und einem randseitigen und z.B. klauenförmigen Rastelement (23) kann auch bei einem Drehverteiler (19) gemäß Figur 1 bis 3 eingesetzt werden. Die Federraste (26) ist dabei zwischen dem zapfenförmigen Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) und der Lagerbuchse des Werkzeugträgers (7) angeordnet. Daneben sind weitere konstruktive Varianten in der
Ausbildung der Stelleinrichtung (22) für alle gezeigten Ausführungsbeispiele möglich.
In einer weiteren und nicht dargestellten Ausführungsform kann der Werkzeugträger (7) starr mit dem Gestell (6) verbunden sein, wobei das Einspeiseelement bzw.
Lagerelement (20) relativ zum Werkzeugträger (7) beweglich ist und durch die vorerwähnte Versatz- oder
Zustellbewegung des Industrieroboters (2) verstellt wird. Das Einspeiseelement bzw. Lagerelement (20) kann wieder in Anlehnung an Figur 1 bis 3 als Drehzapfen ausgebildet sein. Der im Einspeiseelement (20) angeordnete Teil der Medienleitung (en) (17) ist wie in Figur 1 bis 3
ausgebildet, wobei allerdings ein Ringanschluss gegenüber dem im Gestell (6) angeordneten Teil der Medienleitung (en) (17) vorgesehen ist. Dieser Ringanschluss kann z.B. als elektrischer Schleifring oder als fluidischer
Ringanschluss ausgebildet sein. Die beschriebene Variante eines Drehverteilers (19) kann auch auf einen
Schiebeverteiler hin abgewandelt werden. Ferner ist es möglich, die Merkmale der vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiele und ihrer Abwandlungen miteinander in unterschiedlicher Weise zu kombinieren oder auch
aus zutausehen . Die eingangs erwähnte bevorzugte Ausführungsform des taktilen und bevorzugt MRK-tauglichen Industrieroboters (2) ist in Figur 5 dargestellt. Er ist als Gelenkarm- oder Knickarmroboter ausgebildet und weist mehrere, z.B. vier, bewegliche und miteinander verbundene Glieder (29-32) auf. Die Glieder (29-32) sind vorzugsweise gelenkig und über drehende Roboterachsen (I - VII) miteinander und mit einem Sockel verbunden. Es ist ferner möglich, dass einzelne Glieder (30,31) mehrteilig und in sich beweglich,
insbesondere um die Längsachse verdrehbar, ausgebildet sind. Der taktile Industrieroboter (2) weist sieben angetriebene Achsen bzw. Bewegungsachsen (I - VII) auf. Die Roboterachsen (I - VII) sind mit der Robotersteuerung verbunden und können gesteuert und ggf. geregelt werden.
Das abtriebsseit ige Endglied (32) des Roboters (2) ist z.B. als Roboterhand ausgebildet und weist das um eine Drehachse (34) drehbare Abtriebselement (33), z.B. einen
Abtriebsflansch, auf. Die Drehachse (34) bildet die letzte Roboterachse (VII) . Durch das ggf. hohle Abtriebselement (33) und ggf. andere Roboterglieder (29-32) kann die
Medienzuführung (36) mit einer oder mehreren Leitungen für Betriebsmittel von einem Anschluss am Sockel ausgehend geführt sein und am Flansch (33) nach außen treten. Am Flansch (33) kann die Kupplung (77) angebaut sein.
Die Roboterachsen (I - VII) weisen jeweils ein Achslager, z.B. Drehlager bzw. ein Gelenk, und einen hier
zugeordneten und integrierten steuerbaren, ggf. regelbaren Achsantrieb, z.B. Drehantrieb, auf. Außerdem können die Roboterachsen (I - VII) eine Steuer- oder schaltbare
Bremse und die ggf. redundante Sensorik (35) haben.
Der taktile Roboter (2) kann mit dem Menschen in einem offenen Arbeitsbereich ohne Zaun oder andere
Maschinengrenze zusammenarbeiten. Es kann dabei auch zu schmerzfreien Kontakten kommen. Der Roboter (2) kann z.B. gemäß der DE 10 2007 063 099 AI, DE 10 2007 014 023 AI oder DE 10 2007 028 758 B4 ausgebildet sein. Er kann für die MRK-Tauglichkeit und für die taktile Prozessfunktion eine oder mehrere nachgiebige Achsen (I - VII) bzw.
nachgiebige Achsantriebe mit einer Nachgiebigkeitsregelung haben. Eine solche nachgiebige Achse vermeidet Unfälle mit Personen und Crashs mit Gegenständen im Arbeitsbereich durch Kraftbegrenzung und ggf. Stillstand oder federndes Ausweichen im Fall unverhergesehener Kollisionen. Sie kann andererseits in verschiedener Hinsicht für den
Arbeit sprozess und insbesondere für das vorbeschriebene Verstellen des Roboterwerkzeugs (3) vorteilhaft genutzt werden.
Einerseits kann die federnde Ausweichfähigkeit des
Roboters (2) zum manuellen Teachen und Programmieren benutzt werden. Über eine Belastungserfassung mit der Robotersensorik (35) an den Achsen (I - VII) kann außerdem das Suchen und Finden der Arbeitsposition unterstützt und erleichtert werden. Auch Winkelfehler in der
Relativstellung der Glieder (29-32) können detektiert und bedarfsweise korrigiert werden. Eine oder mehrere
nachgiebige Achsen sind außerdem zum Nachführen des
Roboterwerkzeugs (3) entsprechend des Vorschubs
vorteilhaft. Der taktile Industrieroboter (2) kann
außerdem bedarfsweise eine definierte Andrück- oder
Zugkraft aufbringen.
Der dargestellte taktile Industrieroboter (2) kann als Leichtbauroboter ausgebildet sein und aus
leichtgewicht igen Materialien, z.B. Leichtmetallen und Kunststoff bestehen. Er hat auch eine kleine Baugröße. Das Roboterwerkzeug (3) mit seinen in der Konstruktion und Funktion vereinfachten Werkzeugen (11-15) hat ebenfalls ein geringes Gewicht. Der Roboter (2) mit seinem
Roboterwerkzeug (3) ist dadurch insgesamt leichtgewicht ig und kann ohne größeren Aufwand transportiert und von einem Einsatzort zum anderen verlegt werden. Das Gewicht von Roboter (2) und Roboterwerkzeug (3) kann unter 50 kg, insbesondere bei ca. 30 kg, liegen. Durch die Möglichkeit des manuellen Teachens kann die Arbeit seinrichtung (1) schnell und einfach programmiert, in Betrieb genommen und an unterschiedliche Arbeitsprozesse und -jobs angepasst werden . Der taktile Industrieroboter (2) ist programmierbar, wobei die Robotersteuerung eine Recheneinheit, einen oder mehrere Speicher für Daten oder Programme sowie Eingabe- und Ausgabeeinheiten aufweist. Das Roboterwerkzeug (3) kann mit der Robotersteuerung oder einer anderen
gemeinsamen Steuerung verbunden und kann z.B. als
gesteuerte Achse in der Robotersteuerung implementiert sein. Die Robotersteuerung kann prozessrelevante Daten, z.B. Sensordaten, speichern und für eine
Qualitätskontrolle und -Sicherung protokollieren.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen
Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen können die Merkmale der Ausführungsbeispiele und ihrer Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert und auch ausgetauscht werden. Zum anderen sind konstruktive Abwandlungen des Roboters (2) und des Roboterwerkzeugs (3) möglich. Die Sensorik (35) kann extern am taktilen Roboter (2) angebaut sein.
BEZUGS ZEICHENLISTE
1 Arbeitsstation, Montagestation
2 Industrieroboter, taktiler Roboter
3 Roboterwerkzeug, Mult iwerkzeug
4 Werkstück
5 Bauteil
6 Gestell
7 Träger, Werkzeugträger
8 Anschlag
9 Roboteranschluss
10 Lagerung, Drehlager, Schiebelager
11 Werkzeug, GreifWerkzeug
12 Werkzeug, GreifWerkzeug
13 Werkzeug, Montagedorn
14 Werkzeug, Prüfwerkzeug
15 Werkzeug, Presswerkzeug
16 Medienversorgung
17 Leitung
18 Medienanschluss roboterseit ig
19 Medienverteiler
20 Lagerelement, Einspeiseelement,
21 Verbindungsleitung
22 Stelleinrichtung
23 Rastelement, Zahnbogen
24 Gegenhalter extern
25 Fixiereinrichtung lösbar
26 Federraste
27 Rückstellelement
28 Fixierelement, Verzahnung
29 Glied, Basisglied
30 Glied, Zwischenglied
31 Glied, Zwischenglied
32 Glied, Endglied, Hand
33 Abtriebselement
34 Drehachse, Abtriebsachse
35 Sensorik Medienzuführung
Kupplung, Medienkupplung Arbeitsposition
Werkzeugbezugspunkt, TCP II Achse von Roboter

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.) Roboterwerkzeug mit einem Roboteranschluss (9) für die Verbindung mit einem Industrieroboter (2), wobei das Roboterwerkzeug (3) einen Werkzeugträger (7) mit mehreren Werkzeugen (11-15) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das
Roboterwerkzeug (3) für die Werkzeuge (11-15) eine gemeinsame Medienversorgung (16) mit einem
Medienanschluss (18) für die externe Zuführung von einem oder mehreren Betriebsmedien, insbesondere elektrischem Strom und/oder einem Fluid, aufweist, wobei der Medienanschluss (18) am Roboteranschluss (9) angeordnet und mit einer internen
Medienzuführung (36) des Industrieroboters (2) verbindbar ist.
2.) Roboterwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass die
Medienversorgung (16) einen verstellbaren
Medienverteiler (19) für die selektive Verbindung von einem Werkzeug (11-15) mit dem Medienanschluss (18) aufweist. 3.) Roboterwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Medienverteiler (19) ein mit dem Medienanschluss (18) verbundenes Einspeiseelement (20) und mehrere zu den Werkzeugen (11-15) führende
Verbindungsleitungen (21) am Werkzeugträger (7) aufweist, wobei das Einspeiseelement (20) mit den Verbindungsleitungen (21) selektiv kuppelbar ist.
4.) Roboterwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das
Roboterwerkzeug (3) ein Gestell (6) mit dem
Roboteranschluss (9) und mit dem Werkzeugträger (7) aufweist, wobei der Werkzeugträger (7) am Gestell (6) starr oder mittels einer Lagerung (10)
beweglich, insbesondere drehbar oder verschieblich, angeordnet ist.
Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lagerung (10) als Drehlagerung oder als
Schiebelagerung ausgebildet ist, wobei der
Werkzeugträger (7) als Werkzeugrevolver oder als Schiebebalken ausgebildet ist und mit einem am
Gestell (6) angeordneten Lagerelement (20),
insbesondere einem Lagerzapfen oder einer
Lagerschiene, zusammenwirkt.
Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das am verstellbaren Werkzeugträger (7) in einer Arbeitsposition (38) befindliche Werkzeug (11-15) an der vom Roboteranschluss (9) abgewandten Seite des Werkzeugträgers (7) angeordnet ist.
Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das am verstellbaren Werkzeugträger (7) in einer Arbeitsposition (38) befindliche Werkzeug (11-15) derart zum Roboteranschluss (9) ausgerichtet ist, dass seine Werkzeugachse mit einer Abtriebsachse (34) eines bevorzugt taktilen Industrieroboters (2) fluchtet und sein Werkzeugbezugspunkt (39) auf der Abtriebsachse (34) liegt.
Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Medienverteiler (19) dem Werkzeugträger (7) zugeordnet ist.
9. ) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Medienverteiler (19) als Drehverteiler oder als Schiebeverteiler ausgebildet ist.
10. ) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Einspeiseelement (20) als Lagerelement
ausgebildet ist und starr oder beweglich,
insbesondere drehbar, mit dem Gestell (6) verbunden ist .
11.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Einspeiseelement (20) als Lagerzapfen oder als
Lagerschiene ausgebildet ist.
12. ) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Roboterwerkzeug (3) eine vom Industrieroboter
(2) betätigbare Stelleinrichtung (22) aufweist, wobei die Stelleinrichtung (22) zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und
Einspeiseelement (20) und/oder zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und Gestell (6) vorgesehen und ausgebildet ist.
13.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (22) durch eine vom
Industrieroboter (2) induzierte Verlagerungsbewegung des Roboterwerkzeugs (3) betätigbar ist.
14.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (22) ein am Werkzeugträger (7) oder am Lager- oder Einspeiseelement (20) angeordnetes Rastelement (23) aufweist, das für das Zusammenwirken mit einem externen Gegenhalter (24) und für eine Abstützung des Werkzeugträgers (7) oder des Lager- oder Einspeiseelements (20) bei der
Verlagerungsbewegung vorgesehen und ausgebildet ist.
15.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Rastelement (23) als Verzahnungselement für eine formschlüssige Abstützung des Werkzeugträgers (7) oder des Lager- oder Einspeiseelements (20)
ausgebildet ist.
16. ) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Stelleinrichtung (22) eine lösbare
Fixiereinrichtung (25) aufweist, die zwischen dem Werkzeugträger (7) und dem Gestell (6) oder zwischen dem Werkzeugträger (7) und dem Lager- oder
Einspeiseelement (20) angeordnet ist.
17. ) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fixiereinrichtung (25) als Federraste (26) ausgebildet ist.
18.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fixiereinrichtung (25) eine verschiebbare
Lagerung (10) des Werkzeugträgers (7) und die
Anordnung eines Fixierelements (28) sowie eines Rückstellelement (27) zwischen dem Werkzeugträger (7) und dem Gestell (6) aufweist. 19.) Roboterwerkzeug nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass im oder am Gestell (6) eine oder mehrere Medienleitungen (17) zur Verbindung von
Medienanschluss (19) und Einspeiseelement (20) angeordnet sind. 20.) Arbeitsvorrichtung mit einem Industrieroboter (2) und einem Roboterwerkzeug (3) , dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass das
Roboterwerkzeug (3) nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 19 ausgebildet ist.
21. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Industrieroboter (2) als mehrgliedriger (29-32) taktiler Roboter mit einer zugeordneten, bevorzugt integrierten, Belastungen aufnehmenden Sensorik (35) ausgebildet ist.
22. ) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile
Industrieroboter (2) eine oder mehrere
kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen (I - VII) aufweist.
23.) Arbeitsvorrichtung nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der taktile Industrieroboter (2) mindestens eine
nachgiebige Roboterachse (I - VII) mit einer
Nachgiebigkeitsregelung, insbesondere einer reinen Kraftregelung oder einer Kombination aus Positions- und Kraftregelung, aufweist.
24.) Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis
23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das in Arbeitsposition (38) befindliche Werkzeug (11-15) am verstellbaren Werkzeugträger (7) mit seiner
Werkzeugachse mit der Abtriebsachse (34) des
bevorzugt taktilen Industrieroboters (2) fluchtet und mit seinem Werkzeugbezugspunkt (39) auf der Abtriebsachse (34) liegt.
Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (2) eine integrierte
Medienzuführung (36) für ein oder mehrere
Betriebmedien aufweist, die an einem Abtriebselement (33) des Industrieroboters (2) austritt und mit dem Medienanschluss (18) des Roboterwerkzeugs (3) verbunden ist.
26. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis
25, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Abtriebselement (33) des
Industrieroboters (2) und dem Roboteranschluss (9) des Roboterwerkzeugs (3) eine mechanische und
Betriebsmedien übertragende Kupplung (37),
insbesondere eine automatische Wechselkupplung, angeordnet ist.
27. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis
26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (2) als Gelenkarmroboter
ausgebildet ist.
28. ) Arbeitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis
27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Industrieroboter (2) als Leichtbauroboter
ausgebildet ist.
29. ) Arbeitsverfahren, bei dem ein mehrgliedriger
Industrieroboter (2) mit einem Roboterwerkzeug (3) mehrere Arbeitsprozesse an einem oder mehreren Werkstücken (4) ausführt, wobei das Roboterwerkzeug
(3) über einen Roboteranschluss (9) mit dem
Industrieroboter (2) verbunden wird und einen Werkzeugträger (7) mit mehreren Werkzeugen (11-15) aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass den Werkzeugen (11-15) des Roboterwerkzeugs (3) ein oder mehrere Betriebsmedien, insbesondere
elektrischer Strom und/oder ein Fluid, über eine gemeinsame Medienversorgung (16) mit einem am
Roboteranschluss (9) angeordneten Medienanschluss (18) von einer internen Medienzuführung (36) des Industrieroboters (2) zugeführt werden.
30. ) Verfahren nach Anspruch 29, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Werkzeug (II¬ IS) des Roboterwerkzeugs (3) durch einen
verstellbaren Medienverteiler (19) selektiv mit dem Medienanschluss (18) verbunden wird.
31. ) Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Medienverteiler (19) ein mit dem Medienanschluss (18) verbundenes Einspeiseelement (20) und mehrere zu den Werkzeugen (11-15) führende
Verbindungsleitungen (21) am Werkzeugträger (7) aufweist, wobei das Einspeiseelement (20) mit den Verbindungsleitungen (21) selektiv gekuppelt wird.
32. ) Verfahren nach Anspruch 29, 30 oder 31, dadurch
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Werkzeugträger (7) an einem mit dem Roboteranschluss (9) versehenen Gestell (6) des Roboterwerkzeugs (3) mittels einer Lagerung (10) beweglich, insbesondere drehbar oder verschieblich, angeordnet wird.
33. ) Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das
Roboterwerkzeug (3) eine Stelleinrichtung (22) zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und Einspeiseelement (20) und/oder zur gegenseitigen Verstellung von Werkzeugträger (7) und Gestell (6) aufweist, die vom Industrieroboter (2), insbesondere durch eine vom Industrieroboter (2) induzierte
Verlagerungsbewegung des Roboterwerkzeugs (3) , betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der
Werkzeugträger (7) oder das Lager- oder
Einspeiseelement (20) zur Abstützung bei der vom Industrieroboter (2) induzierten
Verlagerungsbewegung des Roboterwerkzeugs (3) mit einem externen Gegenhalter (24) zusammenwirkt. 35.) Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das beim Prozess zu benutzende Werkzeug (11-15) am
verstellbaren Werkzeugträger (7) in eine
prozessgünstige Position gebracht wird, wobei seine Werkzeugachse mit einer Abtriebsachse (34) des
Industrieroboters (2) fluchtet und sein
Werkzeugbezugspunkt (39) auf der Abtriebsachse (34) liegt . 36.) Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das
Roboterwerkzeug (3) von einem taktilen
Industrieroboter (2) mit sensitiven Eigenschaften und mit einer zugeordneten, bevorzugt integrierten, Belastungen aufnehmenden Sensorik (35) geführt wird.
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